RU122533U1 - DEVICE FOR DEMODULATION OF PHASOMANIPULATED SIGNALS - Google Patents

DEVICE FOR DEMODULATION OF PHASOMANIPULATED SIGNALS Download PDF

Info

Publication number
RU122533U1
RU122533U1 RU2012129399/08U RU2012129399U RU122533U1 RU 122533 U1 RU122533 U1 RU 122533U1 RU 2012129399/08 U RU2012129399/08 U RU 2012129399/08U RU 2012129399 U RU2012129399 U RU 2012129399U RU 122533 U1 RU122533 U1 RU 122533U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
input
output
multiplier
low
multipliers
Prior art date
Application number
RU2012129399/08U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Павлович Дятлов
Дмитрий Андреевич Кузин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Ростовский-на-Дону научно-исследовательский институт радиосвязи" (ФГУП "РНИИРС")
Priority to RU2012129399/08U priority Critical patent/RU122533U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU122533U1 publication Critical patent/RU122533U1/en

Links

Landscapes

  • Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)

Abstract

Устройство для демодуляции фазоманипулированных сигналов, содержащее первый, второй и третий перемножители, первый и второй фильтры нижних частот, петлевой фильтр, первый управитель, первый фазовращатель, управляемый генератор, причем вход устройства подключен к первым входам первого и второго перемножителей, ко второму входу первого перемножителя подключен выход управляемого генератора непосредственно, а ко второму входу второго перемножителя подключен выход управляемого генератора через каскадно установленный первый фазовращатель, выход первого перемножителя соединен с первым входом третьего перемножителя через каскадно включенный первый фильтр нижних частот, выход второго перемножителя соединен со вторым входом третьего перемножителя через каскадно включенный второй фильтр нижних частот, выход третьего перемножителя соединен со входом управляемого генератора через каскадно включенные петлевой фильтр, первый управитель и второй сумматор, отличающееся тем, что дополнительно введены решающее устройство, автокорреляционный частотный дискриминатор и второй сумматор, причем решающее устройство имеет два входа и два выхода и состоит из четвертого, пятого, шестого и седьмого перемножителей, первой и второй линий задержки, первого сумматора, первого и второго вычитателей, третьего и четвертого фильтров нижних частот, первого функционального преобразователя и второго управителя, причем к первому входу решающего устройства параллельно подключены первые входы четвертого и шестого перемножителей и вход первой линии задержки, к выходу которой параллельно подключены вторые входы четвертого и пятA device for demodulating phase-shift keyed signals containing first, second and third multipliers, first and second low-pass filters, a loop filter, a first governor, a first phase shifter, a controlled generator, the input of the device being connected to the first inputs of the first and second multipliers, to the second input of the first multiplier the output of the controlled generator is connected directly, and the output of the controlled generator is connected to the second input of the second multiplier through the cascaded first phase shifter, the output of the first multiplier is connected to the first input of the third multiplier through the cascaded first low-pass filter, the output of the second multiplier is connected to the second input of the third multiplier through the cascade the second low-pass filter is switched on, the output of the third multiplier is connected to the input of the controlled generator through a cascaded loop filter, the first controller and the second adder, characterized in that re a scattering device, an autocorrelation frequency discriminator and a second adder, and the decider has two inputs and two outputs and consists of the fourth, fifth, sixth and seventh multipliers, the first and second delay lines, the first adder, the first and second subtractors, the third and fourth low filters frequencies, the first functional converter and the second controller, and the first inputs of the fourth and sixth multipliers and the input of the first delay line are connected in parallel to the first input of the solver, to the output of which the second inputs of the fourth and fifth

Description

Полезная модель относится к области радиомониторинга фазоманипулированных сигналов (ФМС) с большим априорно неизвестным диапазоном доплеровского смещения частоты.The utility model relates to the field of radio monitoring of phase-shift keyed signals (PMS) with a large a priori unknown range of Doppler frequency shift.

Известен демодулятор ФМС по схеме Пистолькорса [1 - Петрович Н.Т. "Передача дискретной информации в каналах с фазовой манипуляцией". - М.: Сов. Радио, 1965], состоящий из входного полосового фильтра, фазового детектора и канала восстановления несущего колебания, включающего в себя удвоитель частоты, узкополосный фильтр, делитель частоты, фазовращатель.The known FMS demodulator according to the Pistolkors scheme [1 - Petrovich N.T. "Transmission of discrete information in channels with phase shift keying." - M .: Owls. Radio, 1965], consisting of an input band-pass filter, a phase detector, and a carrier wave recovery channel including a frequency doubler, a narrow-band filter, a frequency divider, and a phase shifter.

Недостатком данного аналога является низкая помехоустойчивость, обусловленная тем, что при большом диапазоне априорной неопределенности доплеровского смещения частоты сигнала необходимо существенно увеличивать полосу пропускания узкополосного фильтра.The disadvantage of this analogue is the low noise immunity, due to the fact that with a large range of a priori uncertainty of the Doppler frequency shift of the signal, it is necessary to significantly increase the passband of the narrow-band filter.

Известен также автокорреляционный демодулятор ФМС [2 - Феер К. "Беспроводная цифровая связь". - М.: радио и связь, 2000], состоящий из входного полосового фильтра, двух перемножителей, двух фильтров нижних частот, двух ограничителей, линии задержки, фазовращателя на 90° и параллельно-последовательного преобразователя.Also known is the FMS autocorrelation demodulator [2 - Feer K. "Wireless Digital Communication". - M .: radio and communication, 2000], consisting of an input bandpass filter, two multipliers, two low-pass filters, two limiters, a delay line, a 90 ° phase shifter, and a parallel-serial converter.

К недостаткам данного аналога следует отнести наличие порогового эффекта, снижающего помехоустойчивость при входном отношении сигнал-шум близком к единице.The disadvantages of this analogue include the presence of a threshold effect that reduces noise immunity at an input signal-to-noise ratio close to unity.

Из известных устройств, подобных заявленной полезной модели, наиболее близким по технической сущности является демодулятор ФМС по схеме Костаса [3 - Шахтарин Б.И. "Синхронизация в радиосвязи и радионавигации". - М.: Гемос АРВ, 2007. - 256 с], взятый за прототип, содержащий первый, второй и третий перемножители, первый и второй фильтры нижних частот, петлевой фильтр, первый фазовращатель, управляемый генератор, первый управитель, причем вход демодулятора подключен параллельно к первым входам первого и второго перемножителей, ко второму входу первого перемножителя подключен непосредственно выход управляемого генератора, а ко второму входу второго перемножителя выход управляемого генератора подключен через первый фазовращатель, выход первого перемножителя подключен к первому входу третьего перемножителя через первый фильтр нижних частот, выход второго перемножителя подключен ко второму входу третьего перемножителя через второй фильтр нижних частот, выход третьего перемножителя подключен к управляющему входу управляемого генератора через каскадно включенные петлевой фильтр и первый управитель, выходом демодулятора является выход первого фильтра нижних частот.Of the known devices similar to the claimed utility model, the closest in technical essence is the FMS demodulator according to the Kostas scheme [3 - B. Shakhtarin. "Synchronization in radio communications and radio navigation." - M .: Gemos ARV, 2007. - 256 s], taken as a prototype, containing the first, second and third multipliers, first and second low-pass filters, a loop filter, a first phase shifter, a controlled oscillator, a first controller, and the demodulator input is connected in parallel the output of the controlled generator is directly connected to the first inputs of the first and second multipliers, to the second input of the first multiplier, and the output of the controlled generator is connected to the second input of the second multiplier through the first phase shifter, the output of the first multiplier The amplifier is connected to the first input of the third multiplier through the first low-pass filter, the output of the second multiplier is connected to the second input of the third multiplier through the second low-pass filter, the output of the third multiplier is connected to the control input of the controlled generator through a cascade loop filter and the first controller, the output of the demodulator is the output first low pass filter.

К недостаткам прототипа следует отнести увеличение времени регулирования частоты управляемого гетеродина до вхождения демодулятора в синхронизм в случае приема ФМС с большим диапазоном априорной неопределенности по доплеровскому смещению частоты.The disadvantages of the prototype should include an increase in the time of regulation of the frequency of the controlled local oscillator to the demodulator entering synchronism in the case of receiving FMS with a large range of a priori uncertainty in Doppler frequency shift.

Техническим результатом создания полезной модели является уменьшение времени регулирования управляемого генератора до вхождения устройства демодуляции ФМС в синхронизм при фиксированном значении вероятности ошибочных решений и улучшение эксплуатационных характеристик устройства демодуляции за счет использования цифровой элементной базы с низкой частотой дискретизации.The technical result of creating a utility model is to reduce the time it takes for the controlled generator to go into synchronization with the FMS demodulation device at a fixed probability of erroneous decisions and to improve the performance of the demodulation device by using a digital element base with a low sampling frequency.

Для достижения указанного технического результата предлагается устройство для демодуляции ФМС, содержащее первый, второй и третий перемножители, первый и второй фильтры нижних частот, петлевой фильтр, первый управитель, первый фазовращатель, управляемый генератор, причем вход устройства подключен к первым входам первого и второго перемножителей, ко второму входу первого перемножителя подключен выход управляемого генератора непосредственно, а ко второму входу второго перемножителя подключен выход управляемого генератора, через каскадно установленный первый фазовращатель, выход первого перемножителя соединен с первым входом третьего перемножителя через каскадно включенный первый фильтр нижних частот, выход второго перемножителя соединен со вторым входом третьего перемножителя через каскадно включенный второй фильтр нижних частот, выход третьего перемножителя соединен со входом управляемого генератора через каскадно включенные петлевой фильтр, первый управитель и второй сумматор.To achieve the technical result, a device for demodulating the FMS is proposed, comprising first, second and third multipliers, first and second low-pass filters, a loop filter, a first driver, a first phase shifter, a controlled oscillator, the device input being connected to the first inputs of the first and second multipliers, the output of the controlled generator is connected directly to the second input of the first multiplier, and the output of the controlled generator is connected to the second input of the second multiplier, through the helmet a bottom mounted first phase shifter, the output of the first multiplier is connected to the first input of the third multiplier through a cascaded first low-pass filter, the output of the second multiplier is connected to the second input of the third multiplier through a cascaded second low-pass filter, the output of the third multiplier is connected to the input of the controlled generator through cascaded loop filter, the first controller and the second adder.

Согласно полезной модели, дополнительно введены решающее устройство, автокорреляционный частотный дискриминатор и второй сумматор, причем решающее устройство имеет два входа и два выхода и состоит из четвертого, пятого, шестого и седьмого перемножителей, первой и второй линий задержки, первого сумматора, первого и второго вычитателей, третьего и четвертого фильтров нижних частот, первого функционального преобразователя и второго управителя, причем к первому входу решающего устройства параллельно подключены первые входы четвертого и шестого перемножителей и вход первой линии задержки, к выходу которой параллельно подключены вторые входы четвертого и пятого перемножителей, ко второму входу решающего устройства параллельно подключены первые входы пятого и седьмого перемножителей и вход второй линии задержки, к выходу которой параллельно подключены вторые входы шестого и седьмого перемножителей, к выходу четвертого перемножителя параллельно подключены первые входы первого сумматора и второго вычитателя, к выходу пятого перемножителя подключен первый вход первого вычитателя, к выходу шестого перемножителя подключен второй вход первого вычитателя, к выходу седьмого перемножителя параллельно подключены второй вход первого сумматора и второй вход второго вычитателя, выход первого сумматора через каскадно включенный третий фильтр нижних частот подключен к первому входу первого функционального преобразователя, выход первого вычитателя через каскадно включенный четвертый фильтр нижних частот подключен ко второму входу первого функционального преобразователя, выход которого через каскадно включенный второй управитель подключен к первому выходу решающего устройства и далее подается на второй вход второго сумматора, выход второго вычитателя подключен ко второму выходу решающего устройства и далее подается на вход автокорреляционного частотного дискриминатора, который состоит из пятого, шестого и седьмого фильтров нижних частот, второго фазовращателя, третьей линии задержки, восьмого и девятого перемножителей, второго функционального преобразователя и третьего управителя, причем вход автокорреляционного частотного дискриминатора подключен через пятый фильтр нижних частот, к выходу которого параллельно подключены входы второго фазовращателя, третьей линии задержки и первый вход девятого перемножителя, к выходу третьей линии задержки параллельно подключены вторые входы восьмого и девятого перемножителей, к выходу второго фазовращателя подключен первый вход восьмого перемножителя, выход которого через каскадно включенный шестой фильтр нижних частот подключен к первому входу второго функционального преобразователя, выход девятого перемножителя через каскадно подключенный седьмой фильтр нижних частот подключен ко второму входу второго функционального преобразователя, выход которого через каскадно включенный третий управитель подключен к выходу автокорреляционного частотного дискриминатора и далее подается на третий вход второго сумматора, который включен в разрыв между первым управителем и управляемым генератором.According to the utility model, a solver, an autocorrelation frequency discriminator and a second adder are additionally introduced, the solver having two inputs and two outputs and consists of a fourth, fifth, sixth and seventh multipliers, a first and second delay line, a first adder, a first and a second subtractor , the third and fourth low-pass filters, the first functional converter and the second controller, and the first inputs of the fourth and net multipliers and the input of the first delay line, to the output of which the second inputs of the fourth and fifth multipliers are connected in parallel, the first inputs of the fifth and seventh multipliers and the input of the second delay line, the second inputs of the sixth and seventh multipliers are connected in parallel to the second input of the resolver , the first inputs of the first adder and the second subtractor are connected in parallel to the output of the fourth multiplier, the first input of the first is connected to the output of the fifth multiplier of the subtractor, the second input of the first subtracter is connected to the output of the sixth multiplier, the second input of the first adder and the second input of the second subtracter are connected in parallel to the output of the seventh multiplier, the output of the first adder is connected through the cascade-connected third low-pass filter to the first input of the first functional converter, the output of the first subtractor is the fourth low-pass filter cascaded on is connected to the second input of the first functional converter, the output of which is cascaded on The second manager is connected to the first output of the solver and then fed to the second input of the second adder, the output of the second subtractor is connected to the second output of the solver and then fed to the input of the autocorrelation frequency discriminator, which consists of the fifth, sixth and seventh low-pass filters, the second phase shifter , the third delay line, the eighth and ninth multipliers, the second functional converter and the third ruler, and the input of the autocorrelation frequency discrimination the nator is connected through the fifth low-pass filter, to the output of which the inputs of the second phase shifter, the third delay line and the first input of the ninth multiplier are connected in parallel, the second inputs of the eighth and ninth multipliers are connected in parallel to the output of the third delay line, the first input of the eighth multiplier is connected to the output of the second phase shifter, the output of which through the cascade-connected sixth low-pass filter is connected to the first input of the second functional converter, the output of the ninth multiplier through to the cascade-connected seventh low-pass filter is connected to the second input of the second functional converter, the output of which through a cascade-connected third controller is connected to the output of the autocorrelation frequency discriminator and then fed to the third input of the second adder, which is connected to the gap between the first controller and the controlled generator.

На фигуре приведена функциональная схема заявленного устройства для демодуляции (УД).The figure shows a functional diagram of the claimed device for demodulation (UD).

В заявленном УД: 1 - первый перемножитель П1; 2 - первый фильтр нижних частот ФНЧ1; 3 - четвертый перемножитель П4; 4 - первый сумматор Cyм1; 5 - третий фильтр нижних частот ФНЧ3; 6 - первый фазовращатель Фв1; 7 - третий перемножитель П3; 8 - петлевой фильтр ПтФ; 9 - первая линия задержки ЛЗ1; 10 - пятый перемножитель П5; 11 - первый функциональный преобразователь ФП1; 12 - вторая линия задержки ЛЗ2; 13 - шестой перемножитель П6; 14 - первый вычитатель Выч1; 15 - четвертый фильтр нижних частот ФНЧ4; 16 - второй перемножитель П2; 17 - второй фильтр нижних частот ФНЧ2; 18 - седьмой перемножитель П7; 19 - второй вычитатель Выч2; 20 - второй управитель Упр2; 21 - управляемый генератор УГ; 22 - второй сумматор Сум2; 23 - первый управитель Упр1; 24 - решающее устройство РУ; 25 - пятый фильтр нижних частот ФНЧ5; 26 - второй фазовращатель Фв2; 27 - третья линия задержки ЛЗ3; 28, 29 - восьмой и девятый перемножители соответственно П8, П9; 30, 31 - шестой и седьмой фильтры нижних частот соответственно ФНЧ6, ФНЧ7; 32 - второй функциональный преобразователь ФП2, 33 - третий управитель Упр3, 34 - автокорреляционный частотный дискриминатор АЧД.In the claimed UD: 1 - the first multiplier P 1 ; 2 - the first low-pass filter of the low-pass filter 1 ; 3 - the fourth multiplier P 4 ; 4 - the first adder Cym 1 ; 5 - the third low-pass filter low-pass filter 3 ; 6 - the first phase shifter Фв 1 ; 7 - the third multiplier P 3 ; 8 - loop filter PTF; 9 - the first delay line LZ 1 ; 10 - the fifth multiplier P 5 ; 11 - the first functional Converter FP 1 ; 12 - second delay line LZ 2 ; 13 - the sixth multiplier P 6 ; 14 - the first subtracter of Calcul 1 ; 15 - the fourth low-pass filter low-pass filter 4 ; 16 - the second multiplier P 2 ; 17 - the second low-pass filter of the low-pass filter 2 ; 18 - seventh multiplier P 7 ; 19 - the second subtractor Calcul 2 ; 20 - the second ruler of Upr 2 ; 21 - a controlled generator of UG; 22 - second adder Sum 2 ; 23 - the first ruler of Upr 1 ; 24 - decisive device RU; 25 - fifth low-pass filter low-pass filter 5 ; 26 - the second phase shifter Фв 2 ; 27 - the third delay line LZ 3 ; 28, 29 - the eighth and ninth multipliers, respectively, P 8 , P 9 ; 30, 31 - the sixth and seventh low-pass filters, respectively, low-pass filter 6 , low-pass filter 7 ; 32 - the second functional converter FP 2 , 33 - the third ruler Upr 3 , 34 - autocorrelation frequency discriminator AFD.

Принцип действия заявленного устройства состоит в следующем.The principle of operation of the claimed device is as follows.

На вход УД и первого и второго перемножителей (1) и (16) поступает фазоманипулированный сигналAt the input of the DD and the first and second multipliers (1) and (16), a phase-shifted signal is received

S(t)=UmsП(t)cos(2πƒst+φs); ƒs0д,S (t) = U ms P (t) cos (2πƒ s t + φ s ); ƒ s = ƒ 0 + ƒ d ,

П(t)∈[-1; +1],P (t) ∈ [-1; +1]

где Ums, ƒs, φs - амплитуда, частота, начальная фаза сигнала S(t);where U ms , ƒ s , φ s - amplitude, frequency, initial phase of the signal S (t);

ƒ0 - частота излучения;ƒ 0 is the radiation frequency;

ƒд - доплеровское смещение частоты;ƒ d - Doppler frequency shift;

П(t) - манипулирующая функция, представляющая собой последовательность положительных и отрицательных прямоугольных импульсов с единичной амплитудой и длительностью Тэ.P (t) is a manipulating function, which is a sequence of positive and negative rectangular pulses with a unit amplitude and a duration of T e .

На вторые входы первого и второго перемножителей (1) и (16) с выхода УГ (21) поступают напряженияThe second inputs of the first and second multipliers (1) and (16) from the output of the UG (21) receive voltage

Uгс(t)=Uгcos(2πƒгt+φг); ƒг≈ƒ0,U gf (t) = U g cos (2πƒ g t + φ g ); ƒ g ≈ƒ 0 ,

Uгs(t)=Ussin(2πƒгt+φг),U gs (t) = U s sin (2πƒ g t + φ g ),

где Uг, ƒг, φг - амплитуда, частота, начальная фаза напряжения УГ (21) на момент приема сигнала.where U g , ƒ g , φ g - amplitude, frequency, initial phase of the voltage UG (21) at the time of signal reception.

После прохождения сигнала через квадратурные каналы УД на входах третьего перемножителя (7) имеем процессыAfter the signal passes through the quadrature channels of the DD at the inputs of the third multiplier (7), we have the processes

; ;

; ;

Δƒ→ƒд; Δφ=φsг;Δƒ → ƒд; Δφ = φ sg ;

hФ1(t)=2ƒФ1sinc(πΔƒФ1t); ,h F1 (t) = 2ƒ F1 sinc (πΔƒ F1 t); ,

где hФ1(t) - импульсная реакция ФНЧ1(2), ФНЧ2(17) с полосой пропускания ΔƒФ1;where h Ф1 (t) is the impulse response of the low-pass filter 1 (2), low-pass filter 2 (17) with a passband Δƒ Ф1 ;

Δƒ - частотное рассогласование;Δƒ is the frequency mismatch;

Δφ - фазовое рассогласование;Δφ is the phase mismatch;

K1 - коэффициент передачи в квадратурных каналах.K 1 - transmission coefficient in quadrature channels.

После прохождения процессов Uс(t) и Us(t) через П3(7) и ПтФ(8) получаем напряжение рассогласованияAfter the processes U c (t) and U s (t) pass through P 3 (7) and PTF (8), we obtain the mismatch voltage

; ;

hФ2(t)=2ƒФ2sinc(πΔƒФ2t); ΔƒФ2≥Δƒ,h Ф2 (t) = 2ƒ Ф2 sinc (πΔƒ Ф2 t); Δƒ Ф2 ≥Δƒ,

где hФ2(t) - импульсная реакция ПтФ(8) с полосой пропускания ΔƒФ2.where h Ф2 (t) is the PTF impulse response (8) with a passband Δƒ Ф2 .

Далее через Упр1(23) напряжение рассогласования поступает на управляющий вход УГ(21) и поскольку обратная связь замыкается, то в контуре фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ) начинается процесс регулирования частоты УГ(21) до входа в синхронизм. Время регулирования частоты Tp1 определяется из следующего выраженияThen, through Upr 1 (23), the mismatch voltage is supplied to the control input of the UG (21) and since the feedback is closed, the process of regulating the frequency of the UG (21) begins in the phase-locked loop (PLL) before entering synchronism. The frequency control time T p1 is determined from the following expression

; ΔƒЗ1=Δƒд, ; Δƒ Z1 = Δƒd,

где Δƒш - шумовая полоса контура ФАПЧ;where Δƒ w is the noise band of the PLL;

Δƒд - диапазон априорной неопределенности доплеровского смещения частоты.Δƒ d is the range of a priori uncertainty of the Doppler frequency shift.

При Δƒд=3·103 Гц и Δƒш=102 Гц ФАПЧ обеспечивает вхождение в синхронизм (Δƒг→ƒs) через Tp1=31,5 с., что при приеме пакетных фазоманипулированных сигналов оказывается не приемлемым.At Δƒ d = 3 · 10 3 Hz and Δƒ w = 10 2 Hz, the PLL ensures synchronism (Δƒ g → ƒ s ) through T p1 = 31.5 s, which is not acceptable when receiving packet phase-shifted signals.

В заявленном УД с целью уменьшения времени регулирования частоты дополнительно введены решающее устройство (24) и автокорреляционный частотный дискриминатор (34), образующие двухшкальный частотный дискриминатор.In order to reduce the frequency regulation time, the claimed UD additionally introduces a resolver (24) and an autocorrelation frequency discriminator (34), which form a two-scale frequency discriminator.

Решающее устройство (24) обеспечивает "грубое" оценивание частотного рассогласования Δƒ, а АЧД (34) обеспечивает "точное" оценивание Δƒ.The solver (24) provides a “rough” estimate of the frequency mismatch Δƒ, and the PSA (34) provides an “accurate” estimate of Δƒ.

При этом после подстройки частота УГ(21) равна , где и - "грубая" и "точная" оценки частотного рассогласования.In this case, after tuning, the frequency of UG (21) is where and - “rough” and “accurate” estimates of frequency mismatch.

Автокорреляционная обработка квадратурных составляющих ФМС в РУ(24) состоит из нескольких операций, описываемых следующим образом:The autocorrelation processing of quadrature components of the FMS in RU (24) consists of several operations, described as follows:

; ;

; ;

; ;

; ;

Δω=2πΔƒ; τлз=Tэ,Δω = 2πΔƒ; τ lz = T e

где U1(t, τлз), U3(t, τлз), U2(t, τлз), U4(t, τлз) - напряжения на выходе П7(18), П6(13), П5(10), П4(3);where U 1 (t, τ lz ), U 3 (t, τ lz ), U 2 (t, τ lz ), U 4 (t, τ lz ) are the output voltages P 7 (18), P 6 (13 ), P 5 (10), P 4 (3);

ks - коэффициент передачи перемножителей П7(18) П6(13), П5(10), П4(3).k s - transmission coefficient of multipliers P 7 (18) P 6 (13), P 5 (10), P 4 (3).

Полученные выше напряжения после обработки в П7(18), П6(13), П5(10), П4(3), Cум1(4), Bыч1(14) с последующим усреднением в ФНЧ3(5) и ФНЧ4(15) приобретают следующий вид:The stresses obtained above after processing in P 7 (18), P 6 (13), P 5 (10), P 4 (3), Sum 1 (4), Vych 1 (14), followed by averaging in low-pass filter 3 (5) and low-pass filters 4 (15) take the following form:

; ;

, ,

где U5(T1,Tэ), U6(T1,Tэ) - напряжения на выходах ФНЧ3(5) и ФНЧ4(15);where U 5 (T 1 , T e ), U 6 (T 1 , T e ) are the voltage at the outputs of the low-pass filter 3 (5) and low-pass filter 4 (15);

T1 - постоянная интегрирования ФНЧ3(5) и ФНЧ4(15).T 1 - integration constant of the low-pass filter 3 (5) and low-pass filter 4 (15).

Напряжение на выходе Выч2(19) имеет видThe voltage at the output of Calcul 2 (19) has the form

После преобразования напряжений U5(T1,Tэ) и U6(T1,Tэ) в функциональном преобразователе ФП1(11) получаем на выходе Упр2(20) напряжение U8(T1) пропорциональное "грубой" оценке частотного рассогласованияAfter converting the voltages U 5 (T 1 , T e ) and U 6 (T 1 , T e ) in the functional converter FP 1 (11), we obtain at the output of Upr 2 (20) the voltage U 8 (T 1 ) proportional to the “rough” estimate frequency mismatch

В Упр2(20) формируется "грубая" оценка частотного рассогласования , которая подается на Сум2(22) и затем на УГ(21).In Exit 2 (20), a “rough” estimate of the frequency mismatch is formed , which is served on Sum 2 (22) and then on UG (21).

На вход АЧД (34) U7(T1,Tэ) поступает через ФНЧ5(25), импульсная характеристика которого имеет видAt the input of the PSA (34), U 7 (T 1 , T e ) enters through the low-pass filter 5 (25), the impulse response of which has the form

hФ3(t)=2ƒФ3sinc(πΔƒФ3t); ΔƒФ3≥Δƒд,h Ф3 (t) = 2ƒ Ф3 sinc (πΔƒ Ф3 t); Δƒ Ф3 ≥Δƒ d ,

где ΔƒФ3 - полоса пропускания ФНЧ5(25).where Δƒ Ф3 is the passband of the low-pass filter 5 (25).

Обработка напряжения U7(T1,Tэ) осуществляется в соответствии со следующим алгоритмомProcessing voltage U 7 (T 1 , T e ) is carried out in accordance with the following algorithm

; ; ; ;

; ;

; ;

; Δω2=2πΔƒ2, ; Δω 2 = 2πΔƒ 2 ,

где U9(T2) - напряжение пропорциональное удвоенной "точной" оценке частотного рассогласования на выходе ФП2(32);where U 9 (T 2 ) is the voltage proportional to twice the "exact" estimate of the frequency mismatch at the output of FP 2 (32);

Usa(T2лз2) и Uca(T2лз2) - напряжение квадратурных составляющих на выходах ФНЧ6(30) и ФНЧ7(31);U sa (T 2 , τ lz2 ) and U ca (T 2 , τ lz2 ) is the voltage of the quadrature components at the outputs of the low-pass filter 6 (30) and low-pass filter 7 (31);

T2 - постоянная интегрирования ФНЧ6(30) и ФНЧ7(31);T 2 is the integration constant of the low-pass filter 6 (30) and the low-pass filter 7 (31);

U7s(t) и U7c(t) - напряжения на входе П8(28) и П9(29);U 7s (t) and U 7c (t) - voltage at the input P 8 (28) and P 9 (29);

K4 - коэффициент передачи перемножителей П8(28) и П9(29);K 4 - transmission coefficient of the multipliers P 8 (28) and P 9 (29);

τлз2 - временной сдвиг, вносимый ЛЗ3(27);τ lz2 is the time shift introduced by LZ 3 (27);

Δƒ2 - частотное рассогласование в АЧД (34).Δƒ 2 is the frequency mismatch in the AFD (34).

В Упр3(33) формируется "точная" оценка частотного рассогласования которая подается на Cум2(22) и затем на УГ(21).In Ex 3 (33), an “exact” estimate of the frequency mismatch is formed which is fed to Sum 2 (22) and then to UG (21).

Среднеквадратичные погрешности оценивания частоты в РУ(24) и АЧД(34) могут быть рассчитаны из следующих соотношенийThe root mean square errors of frequency estimation in RU (24) and AFD (34) can be calculated from the following relations

; ; ; ; ; ; ; ;

; ; Δƒод=4σƒ1, при Pдов=0,95; ; ; Δƒ od = 4σƒ 1 , with P dov = 0.95;

; , ; ,

где σƒ1 и σƒ2 - среднеквадратичные погрешности оценивания частотного рассогласования в РУ(24) и АЧД(34);where σƒ 1 and σƒ 2 are the root-mean-square errors of estimating the frequency mismatch in RU (24) and AFD (34);

gBX - входное отношение сигнал-шум по напряжению на входе УД;g BX is the input signal-to-noise ratio by voltage at the input of the detector;

gд - отношение сигнал-шум по напряжению на выходах ФНЧ1(2) и ФНЧ2(17);g d - the signal-to-noise ratio for voltage at the outputs of the low-pass filter 1 (2) and low-pass filter 2 (17);

g1, g2 - отношение сигнал-помеха на выходах ФП1(11) и ФП2(32);g 1 , g 2 - signal-to-noise ratio at the outputs of FP 1 (11) and FP 2 (32);

Δƒод - диапазон однозначного оценивания частоты в АЧД(34);Δƒ od - the range of unambiguous estimation of frequency in the AFD (34);

ga - отношение сигнал-помеха по напряжению на выходе ФНЧ5(25);g a is the signal-to-noise ratio by voltage at the output of the low-pass filter 5 (25);

Pдов - доверительная вероятность.P dov - confidence probability.

Время регулирования частоты УГ(21) в заявленном УД равноThe frequency control time of the UG (21) in the claimed UD is

Tp2=T1+T2+TФАПЧ; ,T p2 = T 1 + T 2 + T PLL ; ,

где ТФАПЧ - время регулирования в ФАПЧ, соответствующей по структуре прототипу.where T PLL - regulation time in PLL, corresponding in structure to the prototype.

Определим время регулирования частоты УГ(21) при Δƒд=3·103 Гц, Δƒш=102 Гц, Tэ=10-6 с, gд=3,3, что обеспечивает вероятность ошибочных решений в УД Pош=10-6.We determine the time of frequency control of the UG (21) at Δƒ d = 3 · 10 3 Hz, Δƒ ш = 10 2 Hz, T e = 10 -6 s, g d = 3.3, which ensures the probability of erroneous decisions in the UD P osh = 10 -6 .

Для обеспечения σƒ1=102 Гц необходимо иметь T1=2,45·10-2 с, для обеспечения σƒ2=25 Гц достаточно иметь T2=1,5·10-4. Поскольку при этом полоса захвата ФАПЧ определяется при Pдов=0,94 Δƒзах2=4σƒ2 и равна 102 Гц, то с учетом этого получается ТФАПЧ=5·10-2 с, а общее время регулирования частоты составит Тр2=7,5·10-2с.To ensure σƒ 1 = 10 2 Hz, it is necessary to have T 1 = 2.45 · 10 -2 s, to ensure σƒ 2 = 25 Hz it is enough to have T 2 = 1.5 · 10 -4 . Since this capture band of the PLL is determined at P = 0,94 Δƒ rows zah2 = 4σƒ 2 and 2 is 10 Hz, then this is obtained with the PLL T = 5 · 10 -2 s, and the total amount of frequency control time T p2 = 7 5 · 10 -2 s.

Полученные результаты показывают, что заявленное УД обеспечивает уменьшение времени регулирования частотного рассогласования УГ(21) в 420 раз.The results show that the claimed UD provides a reduction in the time of regulation of the frequency mismatch of the UG (21) by 420 times.

Кроме того следует отметить, обработка процессов в РУ(24) и АЧД(34) осуществляется в области видеочастот, что позволяет существенно снизить частоту дискретизации при переходе на цифровую элементную базу и улучшить эксплуатационные характеристики (масса, габариты, энергопотребление) по сравнению с реализацией УД на аналоговой элементной базе.In addition, it should be noted that the processing of processes in switchgear (24) and AFD (34) is carried out in the field of video frequencies, which can significantly reduce the sampling frequency when switching to a digital element base and improve operational characteristics (mass, dimensions, power consumption) compared to the implementation of UD on an analog element base.

Таким образом реализация устройства для демодуляции ФМС не вызывает затруднений. Представленная схема на фигуре и подробное описание принципа действия каждого блока, реализация которых возможна на типовых функциональных узлах с использованием современной элементной базы, позволяет изготовить устройство для демодуляции ФМС промышленным способом по своему назначению, что характеризует полезную модель как промышленно применимую.Thus, the implementation of the device for demodulating FMS does not cause difficulties. The presented diagram on the figure and a detailed description of the principle of operation of each unit, the implementation of which is possible on typical functional units using a modern element base, makes it possible to manufacture a device for FMS demodulation in an industrial way according to its purpose, which characterizes the utility model as industrially applicable.

Claims (1)

Устройство для демодуляции фазоманипулированных сигналов, содержащее первый, второй и третий перемножители, первый и второй фильтры нижних частот, петлевой фильтр, первый управитель, первый фазовращатель, управляемый генератор, причем вход устройства подключен к первым входам первого и второго перемножителей, ко второму входу первого перемножителя подключен выход управляемого генератора непосредственно, а ко второму входу второго перемножителя подключен выход управляемого генератора через каскадно установленный первый фазовращатель, выход первого перемножителя соединен с первым входом третьего перемножителя через каскадно включенный первый фильтр нижних частот, выход второго перемножителя соединен со вторым входом третьего перемножителя через каскадно включенный второй фильтр нижних частот, выход третьего перемножителя соединен со входом управляемого генератора через каскадно включенные петлевой фильтр, первый управитель и второй сумматор, отличающееся тем, что дополнительно введены решающее устройство, автокорреляционный частотный дискриминатор и второй сумматор, причем решающее устройство имеет два входа и два выхода и состоит из четвертого, пятого, шестого и седьмого перемножителей, первой и второй линий задержки, первого сумматора, первого и второго вычитателей, третьего и четвертого фильтров нижних частот, первого функционального преобразователя и второго управителя, причем к первому входу решающего устройства параллельно подключены первые входы четвертого и шестого перемножителей и вход первой линии задержки, к выходу которой параллельно подключены вторые входы четвертого и пятого перемножителей, ко второму входу решающего устройства параллельно подключены первые входы пятого и седьмого перемножителей и вход второй линии задержки, к выходу которой параллельно подключены вторые входы шестого и седьмого перемножителей, к выходу четвертого перемножителя параллельно подключены первые входы первого сумматора и второго вычитателя, к выходу пятого перемножителя подключен первый вход первого вычитателя, к выходу шестого перемножителя подключен второй вход первого вычитателя, к выходу седьмого перемножителя параллельно подключены второй вход первого сумматора и второй вход второго вычитателя, выход первого сумматора через каскадно включенный третий фильтр нижних частот подключен к первому входу первого функционального преобразователя, выход первого вычитателя через каскадно включенный четвертый фильтр нижних частот подключен ко второму входу первого функционального преобразователя, выход которого через каскадно включенный второй управитель подключен к первому выходу решающего устройства и далее подается на второй вход второго сумматора, выход второго вычитателя подключен ко второму выходу решающего устройства и далее подается на вход автокорреляционного частотного дискриминатора, который состоит из пятого, шестого и седьмого фильтров нижних частот, второго фазовращателя, третьей линии задержки, восьмого и девятого перемножителей, второго функционального преобразователя и третьего управителя, причем вход автокорреляционного частотного дискриминатора подключен через пятый фильтр нижних частот, к выходу которого параллельно подключены входы второго фазовращателя, третьей линии задержки и первый вход девятого перемножителя, к выходу третьей линии задержки параллельно подключены вторые входы восьмого и девятого перемножителей, к выходу второго фазовращателя подключен первый вход восьмого перемножителя, выход которого через каскадно включенный шестой фильтр нижних частот подключен к первому входу второго функционального преобразователя, выход девятого перемножителя через каскадно подключенный седьмой фильтр нижних частот подключен ко второму входу второго функционального преобразователя, выход которого через каскадно включенный третий управитель подключен к выходу автокорреляционного частотного дискриминатора и далее подается на третий вход второго сумматора, который включен в разрыв между первым управителем и управляемым генератором.
Figure 00000001
A device for demodulating phase-shifted signals containing the first, second and third multipliers, the first and second low-pass filters, a loop filter, a first controller, a first phase shifter, a controlled generator, the input of the device being connected to the first inputs of the first and second multipliers, to the second input of the first multiplier the output of the controlled generator is connected directly, and the output of the controlled generator is connected to the second input of the second multiplier through a cascade-mounted first phase shifter Eh, the output of the first multiplier is connected to the first input of the third multiplier through a cascaded first low-pass filter, the output of the second multiplier is connected to the second input of the third multiplier through a cascaded second low-pass filter, the output of the third multiplier is connected to the input of the controlled generator through a cascaded loop filter, the first controller and the second adder, characterized in that it additionally introduced a solver, an autocorrelation frequency discriminator and a second the adder, and the solver has two inputs and two outputs and consists of the fourth, fifth, sixth and seventh multipliers, the first and second delay lines, the first adder, the first and second subtractors, the third and fourth low-pass filters, the first functional converter and the second controller moreover, the first inputs of the fourth and sixth multipliers and the input of the first delay line, to the output of which the second inputs of the fourth and fifth of the second multipliers, the first inputs of the fifth and seventh multipliers and the input of the second delay line, the second inputs of the sixth and seventh multipliers are connected in parallel to the second input of the resolver, the first inputs of the first adder and the second subtracter are connected in parallel to the output of the fifth multiplier, the first input of the first subtractor is connected, the second input of the first subtracter is connected to the output of the sixth multiplier, to the output of the seventh steam multiplier the second input of the first adder and the second input of the second subtractor are connected in parallel, the output of the first adder through a cascade-connected third low-pass filter is connected to the first input of the first functional converter, the output of the first subtractor through a cascade-connected fourth low-pass filter is connected to the second input of the first functional converter, the output of which through a cascade-connected second controller connected to the first output of the deciding device and then fed to the second input of the second adder , the output of the second subtractor is connected to the second output of the resolving device and then fed to the input of the autocorrelation frequency discriminator, which consists of the fifth, sixth and seventh low-pass filters, the second phase shifter, the third delay line, the eighth and ninth multipliers, the second functional converter and the third controller, moreover, the input of the autocorrelation frequency discriminator is connected through the fifth low-pass filter, to the output of which the inputs of the second phase shifter are connected in parallel, the third delay line and the first input of the ninth multiplier, the second inputs of the eighth and ninth multipliers are connected in parallel to the output of the third delay line, the first input of the eighth multiplier is connected to the output of the second phase shifter, the output of which is connected in cascade to the sixth low-pass filter to the first input of the second functional converter, the output of the ninth multiplier through a cascade-connected seventh low-pass filter is connected to the second input of the second functional converter, you the path of which through a cascade-connected third controller is connected to the output of the autocorrelation frequency discriminator and then fed to the third input of the second adder, which is included in the gap between the first controller and the controlled generator.
Figure 00000001
RU2012129399/08U 2012-07-11 2012-07-11 DEVICE FOR DEMODULATION OF PHASOMANIPULATED SIGNALS RU122533U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012129399/08U RU122533U1 (en) 2012-07-11 2012-07-11 DEVICE FOR DEMODULATION OF PHASOMANIPULATED SIGNALS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012129399/08U RU122533U1 (en) 2012-07-11 2012-07-11 DEVICE FOR DEMODULATION OF PHASOMANIPULATED SIGNALS

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU122533U1 true RU122533U1 (en) 2012-11-27

Family

ID=49255354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012129399/08U RU122533U1 (en) 2012-07-11 2012-07-11 DEVICE FOR DEMODULATION OF PHASOMANIPULATED SIGNALS

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU122533U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU159121U1 (en) ADAPTIVE AUTOCORRELATION SIGNAL DEMODULATOR WITH RELATIVE PHASE MANIPULATION
PH12016500537B1 (en) Methods, devices and systems for receiving and decoding a signal in the presence of noise using slices and warping
CN112187294B (en) Configurable multi-frequency-point short burst spread spectrum signal receiving device
CN103973620A (en) Full-digital FM/AM signal demodulation and analysis method
CN107786479B (en) A kind of big frequency deviation compensation system of QPSK carrier auxiliary and method
CN113098808B (en) CPFSK demodulation device and method with rapid automatic frequency compensation
RU2431919C1 (en) Correlation receiver of noise-like signals
JP6274818B2 (en) Characteristic measuring device with surface acoustic wave sensor
RU122533U1 (en) DEVICE FOR DEMODULATION OF PHASOMANIPULATED SIGNALS
RU122818U1 (en) DEMODULATOR OF PHASOMANIPULATED SIGNALS
Ting et al. An algorithm to compensate the effects of spurious PLL tones in spectrum sensing architectures
JP2018502487A (en) AM demodulation
Schnelle et al. A compressive phase-locked loop
Jain Error probabilities in binary angle modulation
RU124098U1 (en) TACT SYNCHRONIZATION DEVICE DISCRIMINATOR
RU148926U1 (en) DEVICE FOR DEMODULATION OF PHASOMANIPULATED SIGNALS
CN104486288A (en) Carrier frequency deviation suppressing method suitable for PCM/FM (pulse-code modulation/frequency modulation) telemetering receiver
RU132657U1 (en) TACT SYNCHRONIZATION DEVICE DISCRIMINATOR
RU2365036C2 (en) Digital receiver of discrete-continuous phase-shift keyed signals with adaptation of discrete sampling frequency
RU2522692C1 (en) Radio receiver with autocorrelation separation of frequency-shift keyed continuous-phase signal transmissions
RU94096U1 (en) RADIO RECEIVER FOR AUTOMATED SIGNAL RADIOMONITORING
Mandziy et al. The research of the synchronous detector of the phase-shift keyed signals in the system UDF MAOPCs
RU77732U1 (en) 180 ° C PHASE MANIPULATOR MINIMIZING THE SIGNAL SPECTRUM WIDTH AT ITS OUTPUT
RU2552180C2 (en) Frequency conversion method and converter for its implementation
Liu et al. Wideband radar frequency measurement receiver based on FPGA without mixer